[發明專利]五相感應電機諧波損耗抑制效率優化控制方法及控制系統

有效

• 申請號: 202110426296.3
• 申請日: 2021-04-20
• 公開（公告）號: CN113131829B
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: 趙鏡紅;周楊威;吳媚;郭國強
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍工程大學
• 主分類號: H02P25/02
• 分類號: H02P25/02;H02P25/22;H02P21/00;H02P29/50
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 藍曉玉

1.一種五相感應電機諧波損耗抑制效率優化控制方法，其特征在于，所述五相感應電機諧波損耗抑制效率優化控制方法包括：

在五相電機轉子磁場定向下的等效電路中引入獨立鐵損回路，建立簡潔d-q基波空間損耗模型，采用諧波空間電流閉環消除x-y諧波空間對損耗模型的影響，得到五相感應電機的效率優化控制策略拓撲，進行五相感應電機諧波損耗抑制效率優化控制；

所述五相感應電機諧波損耗抑制效率優化控制方法具體包括以下步驟：

步驟一，基于轉子磁場定向等效電路得到穩態下的五相感應電機包含鐵損、銅損、諧波空間損耗的模型；

步驟二，采用獨立鐵損回路和諧波空間電流閉環，對損耗模型進行簡化并抑制諧波空間損耗模型；

步驟三，利用基波空間鐵損、銅損參數進行最優磁鏈計算，得到相應控制策略進行五相感應電機控制。

2.如權利要求1所述五相感應電機諧波損耗抑制效率優化控制方法，其特征在于，所述穩態下的五相感應電機包含鐵損、銅損、諧波空間損耗的模型如下：

其中，R、L、Ψ分別表示電阻、電感和磁鏈；下標中的s、r分別表示各物理量的定子、轉子分量；d表示各物理量旋轉變換至d-q后各坐標軸上的分量；ω_s表示定子電角頻率；T_em表示電磁轉矩，N_p表示極對數；R_c表示等效鐵損電阻；Ψ_rd表示轉子磁鏈。

3.如權利要求1所述五相感應電機諧波損耗抑制效率優化控制方法，其特征在于，所述利用基波空間鐵損、銅損參數進行最優磁鏈計算包括：

利用計算損耗最小時的給定磁鏈得到下式：

基于i_sd＝ψ_rd/L_m，得到穩態下電流環d軸參考量計算式：

4.如權利要求1所述五相感應電機諧波損耗抑制效率優化控制方法，其特征在于，所述控制策略包括：

將采樣的五相電流進行旋轉變換得到控制所需的i_d、i_q、i_x、i_y，其中d-q子空間分量給定值來自磁鏈、轉速外環的輸出，而x-y子空間諧波電流抑制閉環給定值為零；將PI控制器輸出的參考電壓經過旋轉反變換得到五相參考電壓輸入后續的PWM調制模塊進行計算，控制逆變器輸出；

自然坐標系五相電流、電壓變量到基波、諧波、零序子空間的5-4變換矩陣如下：

其中α＝2/5π，θ為轉子位置角。

5.一種五相感應電機諧波損耗抑制效率優化控制系統，其特征在于，所述五相感應電機諧波損耗抑制效率優化控制系統包括：

穩態五相感應電機損耗模型獲取模塊，用于基于轉子磁場定向等效電路得到穩態下的五相感應電機包含鐵損、銅損、諧波空間損耗的模型；

損耗模型簡化及抑制模塊，用于采用獨立鐵損回路和諧波空間電流閉環，對損耗模型進行簡化并抑制諧波空間損耗模型；

五相感應電機控制模塊，用于利用基波空間鐵損、銅損參數進行最優磁鏈計算，得到相應控制策略進行五相感應電機控制。

6.一種五相感應電機諧波損耗抑制效率優化控制終端，其特征在于，所述五相感應電機諧波損耗抑制效率優化控制終端包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，所述計算機程序被所述處理器執行時，使得所述處理器執行權利要求1-4任意一項所述五相感應電機諧波損耗抑制效率優化控制方法。

7.一種接收用戶輸入程序存儲介質，所存儲的計算機程序使電子設備執行如權利要求1-4任意一項所述五相感應電機諧波損耗抑制效率優化控制方法包括下列步驟：

步驟一，基于轉子磁場定向等效電路得到穩態下的五相感應電機包含鐵損、銅損、諧波空間損耗的模型；

步驟二，采用獨立鐵損回路假設和諧波空間電流閉環，對損耗模型進行簡化并抑制諧波空間損耗模型；

步驟三，利用基波空間鐵損、銅損參數進行最優磁鏈計算，得到相應控制策略進行五相感應電機控制。

8.一種五相感應電機，其特征在于，所述五相感應電機執行如權利要求1-4任意一項所述五相感應電機諧波損耗抑制效率優化控制方法。